Лунный посадочный модуль Peregrine будет запущен 24 декабря

В предрассветные часы сочельника в этом году, еще до того, как начнется упаковка подарков и аромат пряников осветит воздух, космический корабль готовится к запуску на Луну. Он называется «Сапсан» — лунный посадочный модуль, названный в честь самой быстрой летающей птицы на Земле. Если все пойдет по плану, робот-птица пролетит сквозь космос и полетит в гравитационные потоки Луны, а затем тщательно снизит свою орбиту, пока в конечном итоге не приземлится в области древних лунных потоков лавы, известной как Залив Липкости, или Sinus Viscositatis.

Эта миссия войдет в учебники истории по нескольким причинам, одна из которых заключается в том, что она будет первой, запущенной в рамках инициативы NASA Commercial Lunar Payload Services (CLPS), созданной для того, чтобы агентство могло доставлять полезные нагрузки на Землю. Луну без необходимости строить все космические корабли, необходимые для доставки туда этих полезных грузов.

В данном случае за посадочным модулем «Сапсан» стоит компания Astrobiotic, а НАСА платит за размещение на борту нескольких вещей.

Что касается ракеты, то следует обсудить еще одно. Перегрин будет стартовать в первом полете ракеты Vulcan Centaur компании United Launch Alliance. Преемник транспортных средств компании Atlas V и Delta IV, Vulcan Centaur, помимо прочего, создан для перевозки в космос довольно большого количества грузов.

А во время брифинга 29 ноября представители Astrobiotic, United Launch Alliance и, конечно же, НАСА собрались, чтобы обсудить, какими будут некоторые полезные нагрузки Peregrine, а также изложить, как все будет происходить в тот день. перед Рождеством.

Что направляется на Луну?

Всего во время миссии на поверхность Луны направляются пять полезных грузов, спонсируемых НАСА, и первый из них известен как «Масс-спектрометр с ионной ловушкой Перегрин» или PITMS. PITMS будет исследовать лунную экзосферу, которая представляет собой тонкую газовую оболочку вокруг Луны, используя методы масс-спектрометрии.

Масс-спектрометрия просто относится к методу, который ученые используют для измерения отношения массы к заряду ионов, которые представляют собой заряженные частицы, такие как атомы водорода, которые удерживают положительный протон, но не имеют отрицательных электронов, которые могли бы уравновесить протон.

«Научные результаты PITMS будут направлены на улучшение наших знаний о распространенности и поведении летучих веществ на Луне, а также о том, как они реагируют на возмущения, такие как выхлоп ракет», — сказал Райан Уоткинс, научный сотрудник Управления стратегии и интеграции научных исследований НАСА.

По словам Уоткинса, «Перегрин» также доставит с собой систему нейтронного спектрометра, или NSS, которая будет измерять количество нейтронов вблизи лунной поверхности, а также связанную с ними энергию.

Таким образом, NSS поможет ученым выяснить, сколько водорода присутствует в окружающей среде, а также уровень гидратации почвы. Лунная ретрорефлекторная группа, или LRA, которая будет запущена на Перегрине в декабре, представляет собой устройство, состоящее из восьми «ретрорефлекторов», которые Уоткинс сравнивает с маленькими зеркалами на небольшой алюминиевой опорной конструкции: «LRA позволит осуществлять точную лазерную локацию, чтобы помочь определить Расстояние от любого орбитального или приземляющегося космического корабля до LRA, который будет на посадочном модуле.

Таким образом, LRA — это пассивный оптический инструмент, и он будет функционировать как постоянный маркер местоположения на Луне в течение десятилетий». Последние два инструмента, отправленные НАСА с миссией, включают систему спектрометра летучих веществ ближнего инфракрасного диапазона, или NIRVSS, и спектрометр линейной передачи энергии, или LETS. «NIRVSS — это набор датчиков, который включает в себя ближний инфракрасный спектрометр, тепловизионный радиометр и семицветный формирователь изображения высокого разрешения», — сказал Уоткинс.

«Эти датчики будут проводить наблюдения за лунной поверхностью, чтобы определить состав поверхности, мелкий масштаб и морфологию, а также тепловую среду». Другими словами, NIRVSS поможет команде понять, как вышеупомянутые летучие вещества могут распространяться по лунной поверхности, включая любые летучие вещества, создаваемые самим посадочным модулем, и выявить, как температура поверхности влияет на эти вещества. С другой стороны, LETS будет освещать лунную поверхность, пока посадочный модуль все еще находится на орбите Луны.

Это радиационный монитор, который может измерять окружающую среду, чтобы помочь ученым узнать, какие события с солнечными частицами могут происходить во время полета. Это особенно важно, потому что, если людям придется находиться на лунной орбите в течение длительного времени, как предполагает НАСА, или даже на поверхности Луны, важно знать, какую защиту им необходимо носить, чтобы предотвратить слишком сильное воздействие радиации.

Вместе эти инструменты будут анализировать объекты вблизи места приземления, известные как «Купола Грюитузена», которые интересуют ученых, поскольку они представляют собой вулканические потоки на Луне, или «Морской вулканизм». «Характеристика истории размещения этих куполов Груитуйзена относительно эпизодов вулканизма Маре является действительно важным компонентом понимания всей истории региона», — сказал Уоткинс.

Но помимо полезной нагрузки НАСА на Луну отправят еще 15 полезных вещей. И хотя многие из них являются сверхнаучными, например, детектор радиации М-42 Немецкого аэрокосмического центра, многие из них представляют собой забавные сувениры, напоминающие нам о человечности, стоящей за исследованием космоса человеком. Японская капсула «Лунная мечта», любезно предоставленная компанией Astroscale, представляет собой капсулу времени, на борту которой будут находиться сообщения от более чем 80 000 детей со всего мира.

Американская компания Elysium Space отправляет останки близких людей для создания лунных мемориалов. А ученые с Сейшельских островов отправляют один биткойн. «Мы собираемся вывести на поверхность Луны семь стран, шесть из которых еще не приземлили программное обеспечение на поверхность Луны, включая Великобританию, Мексику, Германию, Венгрию, Японию и Сейшельские острова», — Джон Торнтон. , сказал генеральный директор Astrobiotic.

«На самом деле мы осуществили нашу первую коммерческую продажу полезной нагрузки для доставки на Луну, и я считаю, что она могла быть одной из первых в мире еще в 2014 году. И с тех пор мы собираем клиентов на полезную нагрузку и создаем манифест для эту миссию». «Если вы лунный ученый, вам, возможно, придется ждать всю свою карьеру, чтобы получить хотя бы одну возможность запустить прибор в планетарной миссии», — сказал он.

«CLPS и это партнерство с НАСА дают возможность ученым нашей страны регулярно касаться поверхности Луны, несколько раз за свою карьеру, и проводить кампанию испытаний и результатов». Что касается того, как именно Перегрин доберется до Луны, команда говорит, что туда полетит.

Попасть туда

По словам команды, старт в настоящее время запланирован примерно на 1:50 утра по восточному времени 24 декабря, а в следующие два дня выпадут дожди. Если запуск действительно произойдет в это время, ожидается, что спускаемый аппарат приземлится на поверхности Луны 25 января следующего года. «Вы видели Китай, а совсем недавно Индия успешно высадилась на Луну за последнее десятилетие», — сказал Крис Калберт, руководитель проекта CLPS в Космическом центре имени Джонсона НАСА в Хьюстоне.

«Но сегодня ни одна частная компания не смогла успешно высадиться на Луну. Высадка на Луну — это сложная техническая задача, особенно для двигателей роботизированных транспортных средств, навигационных систем, радио и многих других социальных систем, которые должны работать вместе, чтобы обеспечить мягкую посадку.

«После запуска ракета-носитель и космический корабль (все еще связанные) начнут непосредственно маневр, называемый транслунной инъекцией, то есть они все еще будут находиться близко к Земле, но по траектории, которая по существу пересекается с орбитой Луны.

Примерно через час после запуска космический корабль официально отделится от своей ракеты-носителя, и команда начнет общаться с посадочным модулем и совершать небольшие маневры, чтобы убедиться, что путь выглядит нормально. «Фактически это будет первый раз, когда мы запустим наши двигатели как систему», — сказал Торнтон.

«Мы, конечно, запускали их по отдельности здесь, на Земле, но это будет первый раз, когда они будут работать все вместе как космический корабль, потому что вы просто не сможете проверить это здесь, на Земле». Возможно, до трех таких маневров по коррекции траектории, и это зависит от точности первоначального запуска». Затем, примерно через 12 дней, космический корабль достигнет лунной орбиты.

«Мы собираемся выйти на среднюю орбиту и оставаться на ней некоторое время, пока ждем, пока местные условия освещения не выровняются», — сказал Торнтон. «Большую часть времени между запуском и посадкой на самом деле приходится ждать, пока местное освещение станет правильным. Таким образом, по сути, мы пытаемся приземлиться в определенном месте на Луне, в определенное время утром».

Как только все будет хорошо, космический корабль опустится на поверхность в назначенном месте приземления. Посадочный модуль будет работать около 10 дней до захода солнца, что приведет к той же лунной ночи, в которой исчез индийский посадочный модуль «Чандраян-3».

«Температура понизится от относительно теплых 100 до 120 градусов по Цельсию до холода с жидким азотом», — сказал Торнтон. «Так будет оставаться в течение двух недель, и, как правило, при таких температурах многие вещи ломаются». «Да, сегодня сочельник, — сказал он, — но это будет чертовски рождественский подарок».